高考物理一轮复习第3单元牛顿运动定律专题三动力学中的典型“模型”课件.ppt

1、专题三动力学中的典型“模型”热点题型探究教师备用习题热点一等时圆模型热点题型探究1.模型特征(1)质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等,如图Z3-1甲所示.(2)质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等,如图乙所示.热点题型探究(3)两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点,质点沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等,如图丙所示.图Z3-1热点题型探究2.思维模板热点题型探究例1 如图Z3-2所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道,其中A、C两点处于同一个圆上,C是圆上任意一点,A

2、、M分别为此圆与y轴、x轴的切点,B点在y轴上且BMO=60,O为圆心.现将a、b、c三个小球分别从A、B、C点同时由静止释放,它们将沿轨道运动到M点,所用时间分别为tA、tB、tC,则()A.tAtCtBB.tA=tC.现让一小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端,则小物块在每一条倾斜轨道上滑动所经历的时间关系为()A.tAB=tCD=tEFB.tABtCDtEFC.tABtCDtEFD.tAB=tCDv时,可能一直减速,也可能先减速再匀速(3)v0v时返回速度为v,v0v时返回速度为v0热点题型探究倾斜传送带(1)传送带两端距离较小时,可能一直加速(2)传送带两端距离较大时,可能先加速后

3、匀速(1)传送带两端距离较小时,可能一直加速(2)传送带两端距离较大时,若tan,则先加速后匀速,若tan,则先以a1加速,后以a2加速(1)tan 时,先减速,后反向加速热点题型探究例3 2018山西忻州一中月考 如图Z3-8所示,水平传送带长L=11.5 m,以速度v=7.5 m/s沿顺时针方向匀速转动.在传送带的A端无初速度放上一个质量为m=1 kg的滑块(可视为质点),在将滑块放到传送带的同时,对滑块施加一个大小为F=5 N、方向与水平面成=37角的拉力,滑块与传送带间的动摩擦因数为=0.5,重力加速度g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8.在滑块从A端运动到B

4、端的过程中,求:(1)滑块运动的时间;(2)滑块和传送带组成的系统因摩擦产生的热量.图Z3-8热点题型探究答案(1)2 s(2)14 J热点题型探究热点题型探究热点题型探究变式题1(多选)2018湖南张家界三模 如图Z3-9所示,一个可视为质点的物体从高为h=0.8 m的光滑斜面顶端由静止开始下滑,物体经过A点时速率变化可忽略不计,滑上传送带A端的瞬时速度为vA,到达B端的瞬时速度设为vB,水平传送带A、B两端相距x=6 m,物体与传送带间的动摩擦因数=0.1,g取10 m/s2.下列说法中正确的是()A.物体滑上传送带A端的瞬时速度vA=4 m/sB.若传送带不动,则物体到达B端的瞬时速度v

5、B=2 m/sC.若传送带逆时针匀速转动,则vB一定小于2 m/sD.若传送带顺时针匀速转动,则vB一定大于2 m/s图Z3-9热点题型探究答案 AB热点题型探究变式题2(多选)2018贵阳模拟 如图Z3-10甲所示,位于同一平面的两条倾斜轨道、分别与一传送装置两端平滑相连.现将小物块从轨道顶端由静止释放,若传送装置不运转,则小物块运动到轨道底端过程的v-t图像如图乙所示;若传送装置匀速运转,则小物块下滑过程的v-t图像可能是图Z3-11中的()图Z3-10热点题型探究图Z3-11热点题型探究答案 AC解析 若传送带顺时针转动,则物块滑上传送带后的运动与传送带静止时相同,加速度为a1=gsin

6、-gcos,v-t图像不变,选项A正确;若传送带逆时针转动,当物块运动到传送带上的速度小于传送带的速度时,物块将受到向下的摩擦力,加速度为a2=gsin+gcos a1,直到与传送带共速,此时物块离开传送带的速度大于v1,选项C正确,D错误;当物块运动到传送带上的速度大于传送带的速度时,物块将受到向上的摩擦力,加速度为a1,直到与传送带共速,选项B错误.热点题型探究 建模点拨(1)在确定研究对象并进行受力分析之后,首先判定摩擦力突变(含大小和方向)点,给运动分段.传送带传送的物体所受的摩擦力,不论是其大小突变,还是其方向突变,都发生在物体速度与传送带速度相等的时刻.物体在传送带上运动时的极值问

7、题,不论是极大值,还是极小值,也都发生在物体速度与传送带速度相等的时刻.v物与v传相等的时刻是运动分段的关键点,也是解题的突破口.热点题型探究(2)判定运动中的速度变化(即相对运动方向和对地速度变化)的关键是v物与v传的大小与方向,对二者的比较是决定解题方向的关键.(3)在倾斜传送带上需比较mgsin 与f的大小与方向,判断f的突变情况.(4)由传送带的长度判断到达临界状态之前物体是否滑出,还要判断物体与传送带共速以后物体是否一定与传送带保持相对静止.教师备用习题1.如图所示,光滑细杆BC、DC和AC构成矩形ABCD的两邻边和对角,ACBCDC=543,AC杆竖直,杆上分别套有小球a、b、d,

8、a、b、d三小球的质量之比为123,现让三小球同时从各杆的顶点由静止释放,不计空气阻力,则a、b、d三小球在各杆上滑行的时间之比为()A.111B.543C.589D.123教师备用习题答案 A解析 因ABCD为矩形,故A、B、C、D四点必在以AC边为直径的同一个圆周上,由等时圆模型可知,由A、B、D三点释放的小球a、b、d必定同时到达圆的最低点C,故A正确.教师备用习题教师备用习题答案 BC教师备用习题3.2018湖北五校联考 如图所示,质量为M的长木板A在光滑水平面上以大小为v0的速度向左运动,质量为m的小木块B(可视为质点)以大小也为v0的速度水平向右冲上木板左端,B、A间的动摩擦因数为

9、,最后B不会滑离A.已知M=2m,重力加速度为g.求:(1)A、B达到共同速度的时间和共同速度的大小;(2)木板A的最短长度.教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题4.2019昆明摸底 如图所示,一质量为m1=1 kg的长直木板放在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数1=0.1,木板最右端放有一质量为m2=1 kg、大小可忽略不计的物块,物块与木板间的动摩擦因数2=0.2.现给木板左端施加一大小为F=12 N、方向水平向右的推力,经时间t1=0.5 s后撤去推力F,再经过一段时间,木板和物块均停止运动,整个过程中物块始终未脱离木板,g取10 m/s2.(1)撤去推力F瞬间,求木

10、板的速度大小v1及物块的速度大小v2;(2)木板至少为多长?(3)求全过程中木板对地位移.教师备用习题答案(1)4 m/s1 m/s(2)1.5 m(3)4.5 m教师备用习题(2)撤去F后,对木板,有1(m1+m2)g+2m2g=m1a3解得a3=4 m/s2对物块,有2m2g=m2a4解得a4=2 m/s2撤去F后,设经过t2时间木板和物块速度相同,对木板,有v=v1-a3t2对物块,有v=v2+a4t2解得t2=0.5 s,v=2 m/s教师备用习题教师备用习题教师备用习题(2)若传送带向上匀速运动的速度v的大小可以调节,物体的初速度不变,当传送带的速度调节为多大时,物体从底端运动到最高点的过程中系统产生的热量最小?最小值是多大?教师备用习题教师备用习题